AT523459A1

AT523459A1 - Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen

Info

Publication number: AT523459A1
Application number: ATA15/2020A
Authority: AT
Inventors: Mayrhofer Bernhard
Original assignee: Fishcon Gmbh
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2021-08-15
Also published as: AT523459B1; DE102021101195B4; DE102021101195A1

Abstract

Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen, vor allem von flussaufwärts gerichteten Fischwanderungen, welche sich aus einem Fangbereich (1), bei dem es sich gegebenenfalls um eine Reuse handelt, einem damit verbundenen Auswertebereich (6) und einem Verschlussorgan (9) zusammensetzt. Bei der Erfindung werden die Organismen im Fangbereich (1) zwischengehältert und können zu zeitlich begrenzten Zeiträumen über einen mit einem Verschlussorgan (9) absperrbaren Wanderkorridor (7) des Auswertebereichs (6) weiterwandern. Im Auswertebereich (6) werden durch Bild- und/oder Videoaufnahmen die Organismen bei der Weiterwanderung erfasst. Der Auswertebereich (6) kann aufgrund der Kombination mit dem Fangbereich (1) und der damit verbundenen Zwischenhälterung sehr klein ausgeführt werden, wodurch eine hohe Bildqualität erreicht wird. Aufgrund der begrenzten Zeitdauern von Bild- und/oder Videoaufzeichnung, fallen unter anderem geringe Datenmengen an. Durch die automatische Entleerung des Fangbereichs ist der zeitliche Aufwand unter anderem gering.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen, vor allem von flussaufwärts gerichteten Fischwanderungen, bestehend aus einem Fangbereich, einem

Auswertebereich und einem Verschlussorgan. Stand der Technik

Die Erfassung von Wasserorganismen ist für deren Erhalt und Schutz von großer Bedeutung. Beispielsweise wird die Funktion von Fischwanderhilfen durch die Erfassung der flussaufwärts gewanderten Fische überprüft. Dabei ist es üblicherweise notwendig zumindest die Art und die Größe der wandernden Fische über mehrere Wochen zu erfassen. Derzeit werden im Wesentlichen Fangeinrichtungen wie Reusen oder kontinuierlich betriebene

Kamerasysteme eingesetzt.

Bei der Erfassung von Wasserorganismen mit Reusen bewegen sich die Organismen aus eigener Kraft freiwillig durch einen trichterförmigen sich verjüngenden Eingang, auch teilweise als Kehle bezeichnet, in ein Becken. Die Organismen werden dabei häufig durch eine Leitwasserströmung geführt, welche durch die Beckenwände bzw. Teile der Beckenwände fließt. Die dafür notwendigen Öffnungen sind kleiner als die zu erfassenden Organismen. In regelmäßigen Abständen werden die in den Becken befindlichen Organismen entnommen und erfasst. Das Entnehmen und Erfassen der Organismen sind mit einem hohen Zeitaufwand verbunden und witterungsbedingt oft sehr unangenehm. Aus diesen Gründen werden häufig relativ große Zeitintervalle für die Entnahme und das Erfassen der Organismen gewählt. Dies hat den Nachteil, dass eingeschwommene Organismen teilweise die trichterförmigen Eingangsöffnung auffinden können und aus der Reuse wieder ausschwimmen. Somit werden diese nicht erfasst. Darüber hinaus können Organismen durch das Entnehmen geschädigt

werden beziehungsweise können diese zum Teil entkommen ohne

tausenden Jahren in unterschiedlichen Ausführungen bekannt.

Bei der Erfassung von Wasserorganismen mit Kamerasysteme wandern die Organismen durch einen definierten Bereich, meist ausgeführt als wassergefüllter Tunnel, wie beispielsweise bei der DE102011051279A1. Diese Tunnel werden häufig durch unterschiedliche Methoden und Lichtquellen belichtet. Bei der Durchwanderung von Organismen werden durch eine oder mehrere Kameras Bilder und/oder Videos von den Organismen oder von deren Umrisse erstellt. Anhand dieser Aufzeichnungen können die Größe und die Art der Organismen bestimmt werden. Um die Wanderung nicht zu beeinflussen werden die Abmessungen der Wanderkorridore dementsprechend groß ausgeführt, beispielsweise mit 1,2*0,5*1 m (l1*b*h). Dies hat den Nachteil, dass bei trübem Wasser die genaue Art und Größe der Organismen nur schwer oder nicht erkennbar ist, weil einerseits der Wanderkorridor selbst eine Trübheit aufweist und andererseits ein großer Abstand aufgrund des Kamerablickwinkels zwischen Kamera und Wanderkorridor vorliegt. Um eine bessere Bildqualität zu erreichen, wird derzeit dieser Abstandsbereich meist eingehaust und mit klarem Wasser gefüllt, wie bei dem bekannten Videomonitoringsystem Riverwatcher des Unternehmens VAKI Aquaculture Systems. Eine Befüllung des Abstandsbereichs mit Luft ist aufgrund deren Größe und der dadurch zustande kommenden Auftriebskräfte nicht praktikabel. Um Organismen auch bei Dunkelheit oder in der Nacht zu erfassen, müssen Belichtungsmaßnahmen eingesetzt werden, welche wiederum die Organismenwanderung beeinflussen. Tageslichtähnliche Lichtquellen beispielsweise locken zum Teil Organismen an oder schrecken diese ab. Werden Organismen angelockt und verharren im Wanderkorridor beziehungsweise nutzen diesen mehrfach, ist eine Auswertung der Wanderungen sehr aufwändig. Um das Bildmaterial zu reduzieren, werden die Kamerasysteme durch Sensoren oder Bewegungserkennungen zu und weggeschalten oder computerbasierend eine Erkennung der

Organismen verwirklicht. Da in den Gewässern sehr viele Schweb-

und Schwimmstoffe wie Laub transportiert werden, führen Sensoren oder eine Bewegungserkennung zu vielen Fehlauslösungen, wodurch sehr große Datenmengen anfallen. Ein weiterer Grund für die großen Datenmengen ist die erforderliche hohen Bildqualität wegen dem großen Wanderbereich. Computerbasierende Erkennungen sind mit sehr großem Aufwand und hohen Kosten verbunden. Darüber hinaus können sie vor allem bei artenreichen Gewässern nicht

alle Organismen zuverlässig erkennen.

Technische Aufgabe

Der Erfindung liegt demnach die technische Aufgabe zugrunde, den Nachteil des Standes der Technik zu überwinden und eine Erfassung von Wasserorganismen mit geringem zeitlichen Aufwand, mit geringen Kosten, für die Organismen schonend, mit hoher Zuverlässigkeit, mit geringen anfallenden Datenmengen und mit

einer Dokumentation in hoher Qualität zu ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden gemäß den Unteransprüchen

vorgeschlagen.

Erfindungsgemäße Lösung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen, bestehend aus einem Fangbereich, einem Auswertebereich und einem Verschlussorgan. Der Fangbereich wird gegebenenfalls als Reuse ausgeführt, bei der die Organismen über einen trichterförmigen Eingang beziehungsweise einen sich verjüngenden Eingang in ein Becken, Käfig oder ähnliches aus eigener Kraft freiwillig gelangen, von denen sie zum Großteil der Zeit nicht mehr weiter wandern können. Auch weitere Möglichkeiten, um Organismen in den Fangbereich zu bringen, wie beispielsweise Rutschen, Abstürze, mechanische Vorrichtungen, ein manuelles Zuführen oder ähnliches sind möglich. Im Gegensatz

zu herkömmlichen Reusen erfolgt die Erfassung der Organismen

diskontinuierliche, Erfassung der Organismen möglich wird.

Aufgrund der kleineren Abmessung des gesamten Kamerasystems, bestehend aus Wanderkorridor, Abstandsbereich der aufgrund des Kamerablickwinkels notwendig ist, und Kamera, können Bildund/oder Videoaufzeichnungen in hoher Qualität auch bei geringerer Auflösung ermöglicht werden. Darüber hinaus kann der Abstandsbereich aufgrund des geringeren Volumens mit Luft gefüllt werden, ohne große Auftriebskräfte zu erhalten. Dadurch wird ebenfalls eine bessere Bildqualität erreicht und ein regelmäßiges wechseln des Wassers aufgrund zeitlicher Verschlechterung der Wasserqualität und beispielsweise der damit verbundenen Algenbildung, im Abstandsbereich ist nicht erforderlich. Aufgrund der hohen Bildqualität können die Arten deutlich zuverlässiger erkannt werden. Aufgrund der kleinen Abmessung, vor allem wegen der kleineren Breite des Wanderkorridors, kann auch die Größe der Organismen besser erkannt werden, weil der Abstand zwischen Kamera und Organismen wenig variiert. Aufgrund der zeitlich begrenzten Erfassung der Organismen entstehen deutlich geringere Datenmengen, welche gut in die Ferne übertragen werden können und mit geringem zeitlichem Aufwand ausgewertet werden können. Beispielsweise kann durch ein oder mehrere Verschlussorgane, welche durch unterschiedliche bekannte Methoden betätigt werden können, der Auswertebereich zu großen Zeiträumen abgeschlossen werden. In diesen Zeiträumen kann das Kamerasystem aber auch Belichtungsvorrichtungen außer Betriebe genommen werden, wodurch zu diesen Zeiten keine Datenmengen anfallen oder keine

Beeinflussung der Organismen stattfindet. Die Entleerung des

5/17 a

Wasserorganismen.

Die Auswertung des Bild- und/oder Videomaterials kann manuell

oder computerbasierend erfolgen. Der zeitliche Aufwand für eine gesamte Sichtung des aufgezeichneten Materials ist gering, wodurch eine sehr zuverlässige Erfassung von Art und Größe der Organismen möglich wird und es nicht notwendig ist, Sensoren

oder Bewegungserkennungen zu nutzen.

Aufgrund der kleineren Größe des Auswertebereichs, der einfachen Umsetzung und einfachen Auswertung handelt es sich um eine

kostengünstige Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen.

Die Erfassung der Organismen selbst, kann über eine oder mehrere Bild- und/oder Videokameras an unterschiedlichen Positionen

erfolgen. Dabei kann ein vollständiges Bild aufgenommen werden

gelangen können.

Um die Organismen aus dem Fangbereich in den Auswertebereich zu führen, können verschiedene Maßnahmen getroffen werden, wie beispielsweise das Zuführen von Luftblasen, Vibrationen, Schallemissionen oder beispielsweise durch Lichtquellen, mechanische Vorrichtungen oder Leitwasserströmungen. Auch weitere bekannte Lock- oder Scheuchmethoden sind möglich, wie beispielsweise elektrische Spannungen oder Fütterung. Durch eine oder mehrere Leitstromdüsen im oder in der Nähe des Auswertebereichs, bei der eine kleine Wassermenge mit großer Geschwindigkeit eingebracht wird und somit das Fließen von größeren Wassermengen ähnlich wie bei einer Wasserstrahlpumpe verursacht wird, können beispielsweise vor allem flussaufwärts

wandernde Organismen geleitet werden.

Es können verschiedene mechanische Vorkehrungen getroffen werden, um ein Verschmutzen des Fangbereichbeckens oder der Absperrungen, welche das vorbeiwandern am Fangbereich unterbinden, durch Schweb- und Schwimmstoffe wie Laub zu verhindern. Beispielsweise können klappbare Rechen, Seilrechen, bewegliche Netze oder drehbare Organismenbarrieren wie Fig. 3 zeigt, vorgesehen werden. Auch eine manuelle Reinigung durch

Personen ist möglich. Diese müssen keine entsprechenden

Organismen durch eine herkömmliche Reuse notwendig wären.

Im Wesentlichen werden mit der Erfindung die Vorteile des Reusenmonitorings mit denen des Kameramonitorings, durch die Kombination und durch die beschriebenen Adaptionen der beiden Technologien sowie durch die zusätzliche Nutzung eines

Verschlussorgans, vereint.

Die Erfindung wird anhand drei Ausführungsbeispiele gemäß den

Zeichnungen näher erläutert, wobei

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen,

Fig. 2 eine Aufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen und

Fig. 3 eine weitere Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen mit einer über dem Fangbereich 1 angeordneten drehbaren Organismenbarriere 18 zum Abführen von Schweb- und

Schwimmstoffen 19 zeigen.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen ist der Fangbereich 1 aus einem abgesperrten Bereich 2, beispielsweise als Gitterkäfig, mit einer sich verjüngenden Eingangsöffnung 3 ausgeführt, welcher auf der Gewässersohle 14 steht, gegen die Strömung 17 wandernde Organismen den Zugang ermöglicht und teilweise über den Wasserspiegel 16 ragt. Im Fangbereich 1 befindenden sich Luftröhren 5 oder Luftschläuche mit denen unter anderem die Organismen aus dem Fangbereich 1 über den Übergang 4 in den Auswertebereich 6 getrieben werden können, indem Luft in die Luftröhren 5, welche Löcher aufweisen, gepumpt wird. Am Ende des Auswertebereichs 6 ist ein Verschlussorgan 9 vorgesehen, welches

während der zeitlich begrenzten Erfassung der Organismen mit der

eine Leitstromdüse 11 durch den Auswertebereich 6 geleitet.

In Fig. 2 ist dieselbe Ausführungsform der Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen von oben ersichtlich. Die Darstellung zeigt die Kamera 10, wobei durch die Strichlinien der Blickwinkel der Kamera 10 schematisch dargestellt wird. Um eine bessere Bildqualität zu erhalten, wird der Abstandsbereich 8 zwischen Kamera 10 und Wanderkorridor 7 als eine mit Luft gefüllte Kammer ausgeführt. Die Wand zwischen Abstandsbereich 8 und Wanderkorridor 7 wird transparent ausgeführt. Um bei schlechten Lichtverhältnissen eine gute Bildqualität zu erhalten, ist beispielsweise eine Belichtung 12, ausgeführt als Lichtleiste vorgesehen. Dabei sind verschiedene Lichtfarben und Wellenlängen, beispielsweise auch im Infrarotbereich, möglich. Damit sich die Organismen nicht am Fangbereich 1 vorbei bewegen, sind bei dieser Ausführungsform beidseitig Absperrungen 15

vorgesehen.

In der Praxis wäre eine beispielhafte Erfassung der

Wasserorganismen wie folgt:

Die flussaufwärts wandernden Organismen gelangen zu den Absperrungen 15 und suchen bis sie durch die sich verjüngende Eingangsöffnung 3 in den abgesperrten Bereich 2, in diesem

Beispiel ausgeführt als Gitterkäfig, des Fangbereichs 1

gelangen. Aufgrund der sich verjüngenden Eingangsöffnung 3 CR finden die Organismen kaum aus dem Fangbereich 1, wodurch sich 3 die Organismen für einen längeren Zeitraum in diesem befinden. N Ein Ausschwimmen durch den Wanderkorridor 7 des Auswertebereichs 6 wird durch das Verschlussorgan 9 für große Zeiträume

unterbunden. Wird aufgrund Erfahrung, vorangegangener fh

9/17 “

beziehungsweise vollständig computerbasierend erfolgen.

In Fig. 3 wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen mit einer über dem Fangbereich 1 angeordnet drehbaren Organismenbarriere 18 zum Abführen von Schweb- und Schwimmstoffen 19 gezeigt. Dabei treibt die Strömung 17 die Schweb- und Schwimmstoffe 19 zu der drehbaren Organismenbarriere 18, welche als eine Art Wasserrad ausgeführt ist, wobei die Schaufeln dieses Wasserrads aus Stäben mit geringen Abstand, Gittern, Bleche oder ähnlichem ausgeführt werden können, welche ein passieren von Organismen verhindert. Durch die Drehung werden die Schweb- und Schwimmstoffe 19 in Richtung der Strömung 17 abgeführt. Organismen können aber nicht gegen die Fließrichtung wandern. Die drehbare Organismenbarriere 18 kann auch an einer anderen Position, beispielsweise bei den Absperrungen 15 angeordnet werden. Bei einer Erfassung einer

flussabwärts gerichteten Fischwanderung, würde die Vorrichtung

zum Erfassen von Wasserorganismen um 180° gedreht werden und das

Wasserrad könnte gegebenenfalls auch gegen die

Strömungsrichtung, also mit Antrieb, ausgeführt werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aus einem Fangbereich (1), in dem die Organismen aus eigener Kraft und freiem Willen gelangen und dort zwischengehältert werden, und einem mit einem Verschlussorgan (9) verschließbaren Auswertebereich (6), der mit dem Fangbereich (1) verbunden ist und einen Wanderkorridor (7) aufweist, von dem zeitlich begrenzt Bild- und/oder Videoaufnahmen von den Organismen, welche sich durch den definierten Wanderkorridor (7) aus eigener Kraft bewegen,

gemachte werden, besteht.

2. Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Bild-

und/oder Videoaufnahme nur dann in Betrieb ist, wenn das

Verschlussorgan (9) offen ist, geöffnet und/oder geschlossen

wird.

3. Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fangbereich (1) als Reuse mit einer sich verjüngenden Eingangsöffnung (3) und einen abgesperrten Bereich (2) ausgeführt ist, in die sich die

Organismen aus eigener Kraft und freiem Willen bewegen.

4. Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fangbereich (1) als ein Becken, Käfig oder eine Netzhälterung ausgeführt ist, in welche die Organismen durch unterschiedliche

bekannte Maßnahmen befördert werden.

5. Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bekannte Vorrichtungen oder Vorkehrungen zum Leiten, Locken oder Scheuchen der Organismen, wie beispielsweise Luftröhren (5), welche bei geöffneten Verschlussorgan (9) mit Luftblasen die

Organismen aus dem Fangbereich (1) scheuchen, oder eine oder

Auswertebereich (6) verursacht, genutzt werden.

6. Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswertebereich (6) eine oder mehrere Vorrichtungen zur Bildund/oder Videoaufnahme und gegebenenfalls eine oder mehrere Belichtungen (12) sowie Spiegel, Markierungen, Sensoren oder weitere bekannte Vorkehrungen zur Erfassung der Organismen,

deren Art und Größe aufweist.

7. Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandsbereich (8) zwischen der Vorrichtung zur Bild- und/oder Videoaufnahme und dem Wanderkorridor (7) mit Luft gefüllt ist, indem ein luftdichtes Gehäuse installiert wird und die Wand beziehungsweise die Wände Richtung Vorrichtung zur Bild-

und/oder Videoaufnahme transparent ausgeführt sind.

8. Vorrichtung zum Erfassen von Wasserorganismen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Fangbereich (1) oder die Absperrungen (15) beziehungsweise Abschnitte von diesen durch verschiedene mechanische Vorrichtungen von Schweb- und Schwimmstoffen (19) gereinigt werden, wie beispielsweise klappbare Absperrungen, Seilrechen, bewegliche Netze oder eine drehbare Organismenbarriere (18), welche als Art Wasserrad ausgeführt wird, Schweb- und Schwimmstoffe (19) durch das Drehen ableiten kann, aber für

Organismen als Barriere wirkt.

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